化工儀器網(wǎng)
公司動(dòng)態(tài)
身體哨兵就是你G蛋白偶聯(lián)受體
閱讀：454 發(fā)布時(shí)間：2012-10-15今天下午5時(shí)45分，斯德哥爾摩時(shí)間10日11時(shí)45分，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)中心藥學(xué)與生物化學(xué)教授萊夫科維茨和美國(guó)斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子與細(xì)胞學(xué)教授科比爾卡，以獎(jiǎng)勵(lì)他們?cè)?ldquo;G蛋白偶聯(lián)受體上的成就”。
其實(shí)，你之所以能視，可嘗，可嗅，zui特別的地方不在于形態(tài)或基因，而在于一種分布在細(xì)胞膜上的特殊蛋白質(zhì)，它們是感官細(xì)胞表面直接接受外界信號(hào)的探測(cè)器G蛋白偶聯(lián)受體。
它為什么能獲獎(jiǎng)？不妨這樣去想想如果G蛋白偶聯(lián)受體相當(dāng)于鎖，那么G蛋白相當(dāng)于鎖芯，配體相當(dāng)于鑰匙。鑰匙（比如激素等）得過(guò)諾貝爾獎(jiǎng)，鎖芯得過(guò)諾貝爾獎(jiǎng)，那么，輪到鎖了。
找到“身體哨兵”
來(lái)個(gè)惡作劇式的假想：你鼻子里的某些嗅覺(jué)G蛋白偶聯(lián)受體既能與芳香烴結(jié)合，又能與硫化物結(jié)合。那么，很不幸，你一定會(huì)把“臭”當(dāng)成“香”一個(gè)勁兒地嗅。
問(wèn)題出在哪兒？G蛋白偶聯(lián)受體。
G蛋白偶聯(lián)受體，感官細(xì)胞表面直接接受外界信號(hào)的探測(cè)器，相當(dāng)于細(xì)胞的“鼻子”和“眼睛”。它位于細(xì)胞膜上，能夠接受信號(hào)。比如激素，要產(chǎn)生作用，就得靠它。
如果可以鉆進(jìn)細(xì)胞內(nèi)部，你看到的細(xì)胞膜上的這個(gè)小東西就像是七塊補(bǔ)丁。其實(shí)，絕大多數(shù)的G蛋白偶聯(lián)受體都有七根像柱子一樣穿過(guò)細(xì)胞膜的螺旋狀結(jié)構(gòu)。作為一個(gè)穿膜而過(guò)的蛋白質(zhì)，它有位于細(xì)胞外的部分，也有位于細(xì)胞內(nèi)的部分。
再來(lái)看看它的工作吧。我們來(lái)慢動(dòng)作分解“看見(jiàn)光”這一全過(guò)程。首先，光線(xiàn)通過(guò)電磁輻射信號(hào)，射向人的體表，G蛋白偶聯(lián)受體迅速將之轉(zhuǎn)化為細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)信號(hào)，當(dāng)小分子鉆進(jìn)七根螺旋柱之間的時(shí)候，這種力量導(dǎo)致視黃醛發(fā)生形態(tài)變化，再將信號(hào)傳輸給視覺(jué)神經(jīng)，zui終我們的大腦進(jìn)行確認(rèn)：這是光。
“G蛋白偶聯(lián)受體就是人體感知外部世界zui前沿的哨兵。一旦它紊亂了，那么身體*變成了"孤兒"。” 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)物理系教授江俊說(shuō)。
它原來(lái)是一個(gè)大家族
在20世紀(jì)大部分時(shí)間里，這是科學(xué)界的一個(gè)未解之謎：細(xì)胞表面是不是存在某種激素的接收器？它們究竟由什么組成、如何工作？
今天，G蛋白偶聯(lián)受體解釋了所有的疑問(wèn)。
1968年，萊夫科維茨開(kāi)始利用放射性方法追蹤細(xì)胞受體。他將同位素碘連接在多種激素分子上，在輻射的作用下，他發(fā)現(xiàn)若干種受體，其中包括一種腎上腺素受體：β-腎上腺素受體。他的團(tuán)隊(duì)從細(xì)胞膜中分離出了隱藏其中的受體，并初步得出了它們的工作機(jī)制。
進(jìn)一步的突破，是在12年之后。團(tuán)隊(duì)新來(lái)的伙伴科比爾卡決定建一個(gè)哺乳類(lèi)染色體基因序列的圖書(shū)館，用已有的片段篩選。這會(huì)將克隆的時(shí)間拉長(zhǎng)，所有的克隆拼接起來(lái)展現(xiàn)出完整的序列。
這個(gè)計(jì)劃成功了。
“那真是如阿基米德高呼"找到了"的時(shí)刻。” 科比爾卡回憶說(shuō)。那時(shí)，大約發(fā)現(xiàn)了30種G蛋白。“你能想象嗎，這是一個(gè)完整的家庭。”
然后，人們知道這個(gè)家族被稱(chēng)為G蛋白偶聯(lián)受體，大約1000個(gè)基因?yàn)檫@些受體編碼；這些受體涵蓋了光線(xiàn)、嗅覺(jué)、味覺(jué)、腎上腺素、組胺、多巴胺還有五羥色胺等多個(gè)領(lǐng)域。
而就在去年，科比爾卡又取得了另一項(xiàng)重大突破：他和他的研究組捕捉到了β-腎上腺素受體被激素激活、向細(xì)胞發(fā)送信號(hào)的那一瞬間的景象。
新藥一半靠它
G蛋白偶聯(lián)受體，到底有多重要？
“zui大的意義在于，找到了藥物設(shè)計(jì)的一個(gè)新方向。” 美國(guó)阿肯色大學(xué)醫(yī)學(xué)博士、浙江貝達(dá)藥業(yè)有限公司董事長(zhǎng)丁列明說(shuō)，近十年，一半新藥都作用于G蛋白偶聯(lián)受體；zui的20種藥物里有12種都是以它作用靶標(biāo)，每年的銷(xiāo)售總額高達(dá)2000億美元。
據(jù)丁列明介紹，在我國(guó)16個(gè)“新藥創(chuàng)制專(zhuān)項(xiàng)”目錄中，其中一項(xiàng)就是支持G蛋白偶聯(lián)受體相關(guān)藥物的研究。“對(duì)于制藥業(yè)來(lái)說(shuō)，解析一個(gè)G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)構(gòu)就是一股新的活力。”
當(dāng)然，還不止于此。
“未來(lái)的研究領(lǐng)域更廣。”江俊說(shuō)，弄清楚G蛋白偶聯(lián)受體的內(nèi)部工作機(jī)理，也可以進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)學(xué)的研究。就像葉綠素一樣，通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能吸收、傳遞和存儲(chǔ)的機(jī)理，進(jìn)行仿生研究，在能量傳輸?shù)幕靖拍詈筒牧仙蠎?yīng)該也會(huì)有所突破。
還有這樣一種想象：鳥(niǎo)類(lèi)遷徙中的導(dǎo)航能力是否也可以應(yīng)用到人類(lèi)的生活中來(lái)呢？而G蛋白偶聯(lián)受體的研究，將把這一想象變成可操作的實(shí)驗(yàn)。
當(dāng)然，萊夫科維茨更知道自己的研究分量有多重。獎(jiǎng)項(xiàng)揭曉后，一位評(píng)選委員會(huì)評(píng)委舉起一杯熱咖啡說(shuō)，人們能看到這杯咖啡、聞到咖啡的香味、品嘗到咖啡的美味以及喝下咖啡后心情愉悅等都離不開(kāi)受體的作用。